Устройство для оценки работы оператора

 

Изобретение относится к техническим средствам обучения и оценки качества работы оператора и может быть использовано в системах человек-техника, а также для профессионального отбора. Цель изобретения - повышение точности устройства. Устройство содержит блок 1 выделения ритмов активности оператора, интегратор 2, блок 3 определения максимального сигнала, регистратор 4, блок 5 определения ошибки, блок 6 оценки, блок 7 вычисления модуля ошибки, пороговый блок 8, блок 9 задания зоны регулирования, формирователь импульсов 10, блок 11 управления, блок 12 определения энергетического спектра, блок 13 определения регуляционных свойств оператора, сумматор 14, блок 15 памяти, блок 16 сравнения и блок 17 определения психофизиологического состояния оператора. Введение в устройство блоков 12, 13, 15, 16, 17 и сумматора 14 позволяет получать более точную оценку качества работы оператора за счет расширенной оценки уровня функционального состояния и возможностей оператора, включая спектральный анализ ритма активности головного мозга оператора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ч)л G 09 В 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО,ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1464194 (21) 4487920/24-24 (22) 11.07.89 (46) 23.08.90. Бюл. ¹ 31 (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) Б.П.Архангельский и F..Â.Ïàõoìoâà (53) 681.3.071(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1464194,,кл. G 09 В 9/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ РАБОТЫ

ОПЕРАТОРА (57) Изобретение относится к техническим средствам обучения и оценки качества работы оператора и может быть использовано в системах человек-техника, а также для профессионального отбора. Цель изобретенияповышение точности устройства. Устройство содержит блок 1 выделения ритмов ак„„50 „„1587562 А2 тивности оператора, интегратор 2. блок 3 определения максимального сигнала, регистратор 4, блок 5 определения ошибки, блок

6 оценки, блок 7 вычисления модуля ошибки, пороговый блок 8, блок 9 задания зоны регулирования, формирователь импульсов

10, блок 11 управления, блок 12 определения энергетического спектра, блок 13 определения регуляционньгх свойств оператора, сумматор 14, блок 15 памяти. блок 16 сравнения и блок 17 определения психофизиологического состояния оператора. Введение в устройство блоков 12, 13, 15, 16, 17 и сумматора 14 позволяет получать более точную оценку качества работы оператора за счет расширенной оценки уровня функционального состояния и возможностей оператора, включая спектральный анализ ритма активности головного мозга оператора, 2 з.п. флы, 4 ил.

1587562

Изобретение относится к техническим средствам обучения, может быть использовано при обучении и профессиональном отборе операторов сложных многомерных технических объектов, например, операто- 5 ров энергетических установок, пилотов авиационных, транспортных средств, и является усовершенствованием устройства по авт, св. N. 1464194, Цель|о изобретения является повыше- 10 ние точности устройства, На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для оценки работы оператора; на фиг. 2 — структурная схема блока определения психофизиологического со- 15 стояния оператора; на фиг. 3 — функциональная схема первого и второго сумматоров, на фиг, 4 — функциональная схема блока памяти, Устройство содержит блок 1 выделения 20 ритмов активности оператора, интегратор

2, блок 3 определения максимального сигнала, регистратор 4, блок 5 определения, ошибки, блок 6 оценки, блок 7 вычисления модуля ошибки, пороговый блок 8, блок 9 25 задания зоны регулирования, формирователь 10 импульсов, блок 11 управления, блок

12 определения энергетического спектра оператора, блок 13 определения регуляционных свойств оператора, сумматор 14, .30 блок 15 памяти, блок 16 сравнения, блок 17 определения психофизиологического состояния оператора, блок 18 узкополосных фильтров, блок 19 квадраторов, блок 20 вычисления среднего значения, блок 21 дели- 35 телей. Блок 13 содержит инвертор 22, первый 23, второй 24 и третий 25 сумматоры, Сумматоры 23 и 24 (фиг. 3) содержат аналоговые ключи 26 и устройство 27 выборки и хранения. 40

Блок 15 памяти (фиг, 4) содержит аналоговый ключ 28, триггер 29 и устройство 30 выборки и хранения, Блок 17 содержит компаратор 31, резисторы 81 и Р2, счетчик 32 (фиг. 2). 45

Работа точностного канала устройства и канала определения величины и индекса параметра активности головного мозга, превалировавшего в периоды напряженной работы оператора (работы по устранению нештатных ситуаций), подробно описана в известном авт.св, Рассмотрим работу канала оценки регу- 5 ляционных свойств оператора и канала определ ения психофизиологического состояния оператора, Сигналы,В активности головного мозга оператора подаются на вход блока 12 определения энергетического 10 спектра с выхода блока 1 выделения ритмов активности оператора, Оценка спектральной плотности сигнала ритма производится по формуле

G,(f) = - f x (t,f,Be)dt о где х (с, f, Be) — часть процесса x(t) на выходе узкополосного фильтра с полосой пропускания Be и центральной частотой f. Процедуру фильтрации осуществляет блок 18 узкополосных фильтров. Далее выделенные сигныл возводятся в квадрат блоком 19 квадраторов, осредня ются блоком 20 в пределах интервала времени Т и, наконец, средние значения квадрата делятся на ширину полосы Be в блоке 21 делителей. На выходах блока 12 непрерывно присутствуют сигналы спектральной плотности Р ритма (5 — 7 сигналов при разбиении всего диапазона Р ритма на 5 — 7 частотных поддиапазонов). Величина сигнала на каждом из выходов говорит о мощности колебаний j3 ритма на данной частоте (полосе частот).

Сигналы с выходов блока 12 подаются на входы блока 13, а именно на входы первого

23 и второго 24 сумматоров, а также на входы сумматора 14 канала определения психофизиологического состояния оператора, Поступление информации в блоки первого 23 и второго 24 сумматоров возможно только при наличии на их управляющих входах разрешающих сигналов с выхода инвертора 22 и выхода формирователя 10 импульсов соответственно. Разрешающие сигналы (импульсы) с выхода формирователя 10 импульсов присутствуют в моменты возникновения нештатных ситуаций (формирователь 10 импульсов вырабатывает сигналы нештатных ситуаций), а разрешающие импульсы с выхода инвертора 22 соответственно присутствуют только в периоды штатной работы, Таким образом, после проведения процедуры, выполняемой сумматором 25, на выходах последнего будут сигналы только в том случае, если энергетический спектр one ðàòîðà. зафи кси рова нн ый в период нештатной работы, отличается по составу и мощности от его энергетического спектра, который характеризовал работу в штатной ситуации, Факт наличия этих изменений и их величина и свидетельствует об уровне адаптивной самоорганизации оператора в условиях повышения функциональной нагрузки, Одновременно происходит и работа канала определения психофизиологического потенциала оператора. На схему сумматора 14 непрерывно в течение всей работы (всего цикла Т) оператора поступают сигналы спектральной плотности Р ритма оператора и íà его выходе непрерывно имеем сигнал, пропорциональный суммарной

1587562 средней мощности/3 ритма. Значения этого сигнала запоминаются в блоке 15 памяти, начиная с момента работы оператора, Это достигается благодаря тому, что сигналом начала цикла 1н с первого выхода блока 11 управления устанавливается в единичное состояние управляющий триггер блока 15 памяти (фиг. 4) и выдает разрешающий потенциал на аналоговый ключ, который и пропускает затем все сигналы с выхода сумматора 14 на вход устройства 30. Величины этих сигналов характерны для штатного режима работы оператора, Признаком наступающего утомления и, как следствие, снижением качества работы является периодическое возникновение нештатных ситуаций в процессе управления, Именно в момент возникновения первой нештатной ситуации сигналом с формирователя 10 импульсов устанавливается в нулевое состояние управляющий триггер блока 15 памяти и запомненное значение сигнала хранится в устройстве 30 блока 15 памяти до окончания цикла управления. Следует отметить, что и до момент отключения от выхода сумматора 14 это среднее суммарное значение спектральной мощности поступало на вход блока 16 сравнения. а также и на вход блока

17 определения психофизиологического потенциала оператора. Однако на выходе блока 16 сравнения до момента возникновения первой нештатной ситуации сигнал отсутствовал, так как на оба его входа подавались одинаковые сигналы. После наступления этого момента величина сигнала в устройстве 30 блока 15 памяти уже остается постоянной до конца цикла управления и она сравнивается с текущим средним значением спектральной мощности Р ритма, величина которой по мере утомления оператора снижается.

При снижении текущего значения средней спектральной мощности р ритма на 15—

40% от величины, запомненной блоком 15 памяти, срабатывает компаратор 31 блока

17 и останавливает счетчик 32, значение которого и индицирует психофизиологическое состояние конкретного оператора. В качестве опорного напряжения компаратора используется часть (15 — 40% от среднего) напряжения с выхода блока 15 памяти, которое формируется резистивным R1 и R2 делителем. На другой вход компаратора подается разностное напряжение с выхода блока 16 сравнения и, когда его величина достигнет уровня опорного напряжения (15 — 40% от запомненного в устройстве 30 блока 15 памяти), срабатывает компаратор.

Установка в "0" счетчика вр-:,мени в блоке 17 определения психофизиологического по15 тенциала оператора производится импульсом tH в момент начала цикла управления с первого выхода блока 11 управления.

Зафиксированная величина времени является потенциально достижимой для данного оператора в данной системе управ20 ления, она характеризует его психофизиологические возможности. Сброс на "0" элементов памяти устройства для оценки

23, второго 24 сумматоров, блока 15 памяти производится импульсом начала tH очередного цикла управления, этим же импульсом запускается счетчик времени блока 17. По

30 сравнению с известным, который определяетточностный показатель и количественную оценку превалировавшего ритма активности, предлагаемое устройство обладает большей точностью оценки качества работы и потенциальных воэможностей оператора за счет определения (оценки) уровня его регуляционных свойств и меры потенциальных психофизиологических возможностей, что особенно важно при планировании работ, связанных с длительной работой опера35

40 тора.

Может случиться, что какой-либо оператор показывает высокий. точностный показатель качества управления и превалирующим ритмом деятельности является

Р ритм, однако при оценке его предлагаемым устройством, помимо упомянутых показателей, получаем невысокое значение психофизиологического потенциала и малое значение оценки регуляционных способностей. В таком случае более точной будет более низкая оценка, нежели выведенная известным, так как достигнутый единичный результат более случай, нежели устойчивое явление. При большом числе испытаний или большой длительности процесса управления этот факт может быть выявлен и известным устройством. Предлагаемое устройство точнее оценивает качество работы оператора (особенно при малом числе испытаний), причем не только с текущих позиций, но и дает оценку потенциальных и психофизиологических способностей конкретного оператора. формула изобретения

1. Устройство для оценки работы опера50

55 тора по авт. св. N. 1464194, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены блок определения энергетического спектра оператора. блок определения регуляционных свойств деятельности операторов, а именно интег25 ратора 2, блока 6 оценки, блока 20 первого

1587562

35 оператора, сумматор, блок памяти, блок сравнения и блок определения психофизиологического состояния оператора, выход которого соединен с информационным входом регистратора, входы второй группы которого соединены с выходами группы блока определения регуляционных свойств оператора, установочный вход которого соединен с первым.выходом блока управления, с установочным входом блока определения энергетического спектра оператора, с входом чтения блока памяти и с входом пуска блока оценки психофизиологического состояния оператора, информационный вход которого соединен с выходом блока сравнения; первый вход которого соединен с выходом сумматора и с адресным входом блока памяти, вход запрета которого соединен с выходом формирователя импульсов и с управляющим входом блока определения регуляционных свойств оператора, информационные входы группы которого соединены с выходами группы блока определения энергетического спектра, информационный вход которого соединен с одним из выходов группы блока выделения ритмов активности оператора, входы группы сумматора соединены с выходами группы блока определения. энергетического спектра.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок определения энергетического спектра оператора содержит блок узкополосных фильтров, блок квадраторов, блок вычисления среднего значения и блок делителей, выходы которого являются выхо5 дами группы блока, а входы группы соединены с выходами группы блока вычисления среднего значения, вход сброса которого является установочным входом блока, а входы группы соединены с выходами группы

10 блока квадраторов, входы группы которого соединены с выходами группы блока узкополосных фильтров, вход которого является информационным входом блока.

15 3, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок определения регуляционных свойств оператора содержит инвертор .. и три сумматора, причем входы группы первого и второго сумматоров объединены и

20 являются информационными входами группы блока, выходы группы первого сумматора соединены с входами первой группы третьего сумматора, входы второй группы которого соединены с выходами группы вто25 рого сумматора, вход сброса которого и, вход сброса первого сумматора объединены и являются установочным входом блока, управляющий вход которого является входом разрешения второго сумматора и входом

30 инвертора, выход которого соединен с входом разрешения первого сумматора, выходы третьего сумматора являются выходами группы блока.

1587562

Составитель Г.Левин

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор Г.Гербер

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород..ул.Гагарина. 101

Заказ 2423 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб., 4/5